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“黑科技”助力“一带一路”考古

2016年11月14日 12:21:13 来源: 新华社

  新华社北京11月14日电 特稿:“黑科技”助力“一带一路”考古

  新华社记者彭茜 张远

  曾经,考古工作者靠着一把洛阳铲行走天下。但现在,遥感信息、虚拟现实、无人机等先进技术开始在考古发掘和文物修复中大显身手,帮助考古工作者由表及里还原历史真实。

  工欲善其事,必先利其器。在“一带一路”的考古中,这些“黑科技”也成为中国考古“走出去”的利器,受到各国同行的重视和青睐。

  精准“破案”

  在新疆塔里木盆地东南缘口曾有一座叫米兰的古城。作为丝绸之路南道重镇,它在汉代是楼兰前往于阗的中转绿洲城镇,也是通向中亚的通道,商旅往来如织。

  米兰古城的汉代屯田系统是这个城镇兴衰的见证。《汉书·西域传·鄯善国》记载,它在西汉时为西域楼兰国的伊循城。汉昭帝于元凤四年(公元前77年)应鄯善王(古楼兰国)尉屠耆请求派军队到此屯田积谷。

  中国科学院遥感与数字地球研究所研究员、联合国教科文组织国际自然与文化遗产空间技术中心副主任王心源说,纵观我国西北两千多年的屯垦史,屯田兴则西域兴,边疆得到迅速开发;当屯田废弛,边疆多会走向不安宁,丝绸之路阻绝。

  “作为商贸通道网络的丝绸之路,其系统功能构成总体可分为交通、防御与补给子系统。三个子系统协调工作才构成了曾经车水马龙、昼夜不息的丝绸之路,而米兰屯田兼有这三个子系统的功能,”王心源说。

  只不过经过千年风沙侵蚀,屯田早已消失不见,只留下沟渠诉说历史。中国科学院遥感与数字地球研究所的团队利用“遥感考古”技术,基于高分辨率卫星图像,通过人机交互解译,于2015年4月从全局尺度揭示了米兰古屯田灌溉系统的详细结构。

  遥感影像中,茫茫戈壁上有一个由一条干渠、7条支渠和大量斗渠、毛渠组成的灌溉系统,灌溉范围东西长约6公里,南北宽约5公里。王心源说,米兰屯田灌溉渠系是中国古代西北边疆绿洲农业开发的典型案例,更是米兰古屯田的核心组成部分,象征着曾经高度发达的绿洲农耕文明。

  遥感考古像“破案”:先发现疑似地点的线索,文物考古再跟进发掘,前期“案头工作”更为重要。王心源率领的研究团队先做了充分的遥感影像采集、处理与解译,通过对NDVI植被指数等分析,并与《史记》《汉书》及斯坦因的《亚洲腹地考古图记》等历史文献比对,确认疑似区域,并在遥感影像的精准导航下,对疑似遗址点实地勘探验证。

  研究团队还新发现一个椭圆形的米兰古绿洲,遥感估算当时可供利用的绿洲资源达8000至10000公顷。米兰屯田的景观格局对全球气候变化十分敏感,屯田灌溉水源主要来自发源于青藏高原北部阿尔金山的米兰河,由冰雪融水补给。全球变暖让青藏高原冰川后退、雪线上移,造成了米兰屯田和邻近绿洲的历史演变,这意味着空间考古可以提供比单纯遗址考古更全面的环境变迁研究。

  “古丝绸之路是一个庞大的路网系统,是大型的‘线性’遗产,具有空间范围广、沿线环境复杂、有的地方人迹罕至、环境变化快等特点,因此需要对沿线文化遗产进行有针对性的研究、监测与保护,”王心源说。在遥感考古基础上发展起来的空间考古技术,融合了遥感、GPS和地理信息技术等空间信息技术,在应对“一带一路”多样的地理环境、复杂的遗产状态方面大有用武之地。

  自2012年开始,中科院遥感与数字地球研究所利用空间考古技术参与丝绸之路沿线考古,于2013年在河西走廊西端的丝绸之路瓜州-沙州段遥感考古中一次性发现6处古城遗址。而此前考古工作者用了近十年时间才在戈壁滩找到巴州古城。

  这样精准高效的考古技术正在走向世界。中科院遥感与数字地球研究所的空间考古技术参与了柬埔寨吴哥窟的遗产保护。明年上半年,团队还将前往突尼斯,参与罗马帝国路网系统和驿站的遥感考古合作研究。

  立体记录

  古丝绸之路庞大的路网系统,肇始于张骞出使西域。两千多年前,汉武帝派张骞向西寻找大月氏国共同抗击匈奴,古丝绸之路由此开启。

  如今,中国考古工作者利用现代考古手段追寻大月氏人西迁足迹,从河西走廊直至乌兹别克斯坦的撒马尔罕。在三维扫描技术的立体记录下,他们正一步步揭开大月氏和古丝绸之路的神秘面纱。

  就在今年7月底,中乌联合考古队成功在撒马尔罕市西南20公里的萨扎干遗址发掘出一座距今两千年前的康居(中亚古国)贵族墓葬。专家认为,由于这一墓葬地处康居势力范围的南缘,有助于进一步确定大月氏势力范围的北界。

  参与发掘的西北大学丝绸之路研究院考古学首席专家王建新教授说,这座大型贵族双墓,仅封土直径就有40多米。一男一女在墓中分室而葬,两墓间有通道相连。主墓的女性身上装饰着黄金镶嵌绿松石的首饰,被考古人员称为“萨扎干公主”。

  发掘“萨扎干公主”的整个过程都被三维扫描技术精确记录下来。传统考古手段多是通过摄影、摄像甚至手绘来记录挖掘现场,而三维扫描技术则是一种数字化、立体的全方位记录,对考古发掘的每个重要节点都进行高精确度扫描记录,为考古现场留下“立体影像”。无人机技术也被用于立体记录考古现场的一些小场面。

  “从我们对遗址的发掘过程到出土物的记录全是三维的,而不仅仅是拍照和绘图。这种三维化的记录,让我们最后对成果的认识和分析都和以前不同,”王建新说。在遗址现场,研究团队通过布设靶标,利用三维激光扫描仪准确、直观地记录下了考古发掘现场遗迹、遗物的三维空间分布状态,为后期分析积累了宝贵的“大数据”。

  王建新说:“我们所用的技术,乌兹别克斯坦考古工作者是头一次见到,给他们带来从技术到理念的新东西,得到了他们的认可和支持,是互利共赢的。”

  再现历史

  三维扫描技术和虚拟现实技术(VR)结合,可以产生“时光机”般的效果,还原遗址的初始状态。戴上VR眼镜,公众将一睹丝路沿线军事重镇通古斯巴西城千年前的辉煌。

  通古斯巴西城位于新疆新和县,地处渭干河冲积平原边缘,曾是唐代安西大都护府治下的军屯中心。历经千年风霜,高大的土质城垣依然在地平线上巍然伫立,但已坍圮倾颓。城内长满红柳,还曾因废弃已久而野猪泛滥,“通古斯巴西”就是维吾尔语“野猪首”之义。

  自2013年开始,北京大学考古文博学院研究员陈凌开始带队进行通古斯巴西城的考古发掘工作,基本探明了全城形制布局和建城顺序。城略呈方形,南北长约250米,东西宽约230米,面积约5.75万平方米,四角残存四座高大角楼。

  “中国遗址跟欧美不一样,希腊、罗马都是好看的石头城,而丝路沿线很多遗址看起来是‘土疙瘩’。如果文化修养很高,会有‘西风残照,汉家陵阙’的感觉,但一般百姓很难体会到遗址的可观赏性。这就需要借助技术手段作展示,”陈凌说。

  在陈凌看来,遗址未动土的状态,“既是考古工作的起点,也是古代历史的终点”。因此,考古团队进行逐层三维扫描,在发掘过程中不停进行三维重建,累积遗址从没挖到被发掘完毕的状态,便于向观众展示一步步的挖掘过程,还可在未来通过“逆过程”向观众还原遗址被发掘前的原貌。

  陈凌团队还在考古现场积累拍摄用于虚拟现实(VR)眼镜的内容素材。遗址周边环境复杂,在城内参观路线有限,戴上VR眼镜后,便可随意观望,细探虚拟重建出的通古斯巴西城。城中仓储、居住、守卫各有区域;北瓮城的佛寺中,佛头螺髻和菩萨裙摆的细节都纤毫毕现;远望之下,四条烽燧线会集于斯,侵略者当年为何选择这条路线也可了然于胸。

  “我们现在做的是力图突破单点,对周边地理环境做整体释义。比如古代旅行者为什么选择丝绸之路的这条路线,因为一侧是寸草不生的茫茫干山,一侧是塔克拉玛干沙漠,唯有沿着塔里木河的河道走,才便于给养,”陈凌说。他希望未来建成一座体验馆,把重建还原的历史信息和考古过程展现给参观者,让其对整个空间和城址历史有较完整把握,也有利于提高大众对于遗址的保护意识。

  “考古‘走出去’的工作其实就是把中国几十年来形成的这套行之有效的方法让外界了解。传统观点认为世界考古俄罗斯最强,法国、意大利次之,现在国际合作多了,才发现我们用的很多科技和传统考古手段,他们想都想不到,”陈凌说。

【纠错】 [责任编辑: 陈俊松 ]
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